從大型機(jī)到小型機(jī)時(shí)代，再到今天的云時(shí)代，作為中國鐵路信息技術(shù)中心技術(shù)支持部部長的高明星，其職業(yè)生涯完整地見證了不同階段的IT技術(shù)變革。能夠一直站在技術(shù)發(fā)展最前沿的人應(yīng)該是幸福的，我想這也是高明星今天仍能飽含激情工作的動(dòng)力。

[[194555]]

中國鐵路信息技術(shù)中心技術(shù)支持部部長 高明星

需求和趨勢(shì)的***交匯點(diǎn)

鐵路業(yè)務(wù)高速發(fā)展這是有目共睹的，去年我國的鐵路運(yùn)營里程超過12萬公里，排世界第二，其中高鐵運(yùn)營1.9萬公里，排世界***。在鐵路業(yè)務(wù)高速發(fā)展的同時(shí)，鐵路的IT架構(gòu)如果只是采用小型機(jī)+集中存儲(chǔ)、刀片和虛擬化加集中存儲(chǔ)這種傳統(tǒng)的架構(gòu)，再疊加傳統(tǒng)煙囪式、孤島式的信息系統(tǒng)建設(shè)模式，鐵路信息化仍將會(huì)延續(xù)建設(shè)周期長、維護(hù)成本高、利用率低等問題的惡性循環(huán)。

已經(jīng)完成了政轉(zhuǎn)企的中國鐵路總公司，目標(biāo)就是要向世界***的現(xiàn)代物流企業(yè)轉(zhuǎn)型。同時(shí)，以12306、95306為代表的客貨運(yùn)服務(wù)以及經(jīng)營開發(fā)等新型業(yè)務(wù)需要的是互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的支持。需要IT基礎(chǔ)架構(gòu)有彈性可伸縮、可擴(kuò)展、IT系統(tǒng)部署和響應(yīng)快、存儲(chǔ)擴(kuò)容快還有保證IO性能等等不同特性，這些需求傳統(tǒng)IT架構(gòu)很難滿足。

云計(jì)算[注]，這是必須要選擇的道路。在多方調(diào)研后，OpenStack作為鐵路行業(yè)內(nèi)被認(rèn)可的新一代數(shù)據(jù)中心IT基礎(chǔ)架構(gòu)被正式采用。

“對(duì)于開源的技術(shù)，我們其實(shí)在2008已經(jīng)開始嘗試，并且有了一些積累。OpenStack經(jīng)過了四五年的快速發(fā)展開始走向成熟，開源技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)已經(jīng)比較明朗了。從最初對(duì)云、開放系統(tǒng)存在懷疑，到慢慢認(rèn)為可用，到現(xiàn)在我們已經(jīng)開始用，這是一個(gè)逐漸轉(zhuǎn)變的過程。使用開源架構(gòu)一是我們自身轉(zhuǎn)型的需要，也是IT發(fā)展的趨勢(shì)，我們正好走到了一個(gè)正確的交匯點(diǎn)。”高明星在記者的采訪中如此談到。

中國鐵路總公司從2014年開始做新一代鐵路信息化總體規(guī)劃，經(jīng)過三年的時(shí)間，已經(jīng)制定了詳細(xì)的信息化規(guī)劃來支撐總公司的轉(zhuǎn)型發(fā)展。要建設(shè)世界***的現(xiàn)代物流企業(yè)，這里面有太多的工作要做。

“隨著新版信息化總體規(guī)劃的發(fā)布實(shí)施，這么多的需求，IT系統(tǒng)如何能跟得上?一方面是客運(yùn)，另一方面是貨運(yùn)，還有經(jīng)營開發(fā)、建設(shè)管理、戰(zhàn)略決策等。僅客運(yùn)去年一年的運(yùn)輸量高達(dá)27億，貨運(yùn)去年26億噸，平均每天700多萬噸，預(yù)計(jì)今年客運(yùn)會(huì)有10%的增長，這都需要強(qiáng)大的計(jì)算能力和高效的技術(shù)支撐。過去的運(yùn)輸主要是站到站，現(xiàn)在用戶的需求是門到門，我們現(xiàn)在缺的是兩端的服務(wù)，所以物流平臺(tái)要把兩端的用戶需求整合起來，給用戶提供更便捷的服務(wù)。”高明星清晰地解讀各業(yè)務(wù)具體需求。

聯(lián)合開發(fā)繞開那些“坑”

總公司的要求可以說是明確的，那么作為研發(fā)實(shí)施方，北京中鐵信科技有限公司(以下簡稱北京中鐵信)需要考慮如何設(shè)計(jì)與之匹配的信息系統(tǒng)。

該公司技術(shù)總監(jiān)李廣謙談到：“我們不僅要完成鐵路主業(yè)方面對(duì)信息系統(tǒng)的要求，更重要的是讓鐵路主業(yè)在轉(zhuǎn)型的過程中，信息化能起到積極主動(dòng)的作用，這是系統(tǒng)規(guī)劃的前提條件。因此，我們需要明確地分析問題的痛點(diǎn)在哪兒并去解決它。”

[[194556]]

北京中鐵信科技有限公司技術(shù)總監(jiān) 李廣謙

從2014年開始，北京中鐵信承接了信息中心的“鐵信云”項(xiàng)目，確定了從傳統(tǒng)架構(gòu)向云計(jì)算架構(gòu)轉(zhuǎn)變的方向。

李廣謙作為北京中鐵信的技術(shù)總監(jiān)，這些年來一直保持著對(duì)云計(jì)算技術(shù)的關(guān)注和研究，這其中就包括OpenStack。“我們走得非常小心，做OpenStack的公司不乏諸如IBM、紅帽等這樣的國際大公司，也出現(xiàn)了眾多本土創(chuàng)業(yè)型公司，但我們并不清楚他們之間產(chǎn)品的差異。所以我們花了大量的時(shí)間約談這些公司，經(jīng)過一圈調(diào)研之后，我們也發(fā)現(xiàn)每家的技術(shù)側(cè)重點(diǎn)是不同的，它與我們的需求有一個(gè)***的矛盾點(diǎn)，就是這些公司更追求技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)或者技術(shù)的前沿性，我們需要的是系統(tǒng)的絕對(duì)穩(wěn)定性和易用性，我們希望能把復(fù)雜的技術(shù)做到最簡單。”

另外，在功能需求上，北京中鐵信發(fā)現(xiàn)并沒有一家公司的產(chǎn)品能夠滿足其全部的需求，如果要滿足需求，涉及到二次開發(fā)的工作量也相當(dāng)大。

第三，因?yàn)镺penStack基于開源的架構(gòu)，每家公司在OpenStack代碼開發(fā)方面的水平并沒有比北京中鐵信領(lǐng)先太多，而且在李廣謙看來，這個(gè)差距北京中鐵信是可以追得上的。但是李廣謙發(fā)現(xiàn)，如果完全自研，同樣會(huì)存在一些問題，比如對(duì)北京中鐵信而言，在OpenStack某些技術(shù)方面相對(duì)薄弱。此時(shí)的李廣謙想到了聯(lián)合開發(fā)模式，那就是借助市場上的先進(jìn)力量，再結(jié)合自身對(duì)鐵路系統(tǒng)的了解，匯集雙方的優(yōu)勢(shì)一起做技術(shù)研發(fā)。這樣做的好處是既保證了是自主研發(fā)，雙方共享研發(fā)結(jié)果和知識(shí)產(chǎn)權(quán)，又能揚(yáng)長避短。最終北京中鐵信選擇了北京云途騰科技有限責(zé)任公司來共同完成鐵信云的開發(fā)和實(shí)施。

三大難題迎刃而解

鐵信云，就是中國鐵路信息技術(shù)中心、北京中鐵信、北京云途騰、英特爾公司秉著開源合作的精神將開源云平臺(tái)的思考與落地有機(jī)融合。它以原生的OpenStack作為基石，結(jié)合OpenStack組件之上再以“穩(wěn)定性、可靠性、易用性、安全性”四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相關(guān)組件開發(fā)和加固，同時(shí)聯(lián)結(jié)合作伙伴形成完善的鐵路集成解決方案。

那么，這個(gè)聯(lián)合開發(fā)方案是否能滿足用戶的需求，著手點(diǎn)在哪里?北京云途騰科技有限責(zé)任公司COO吳凱在采訪中也總結(jié)了鐵信云重點(diǎn)解決的原生OpenStack的三大問題。

[[194557]]

北京云途騰科技有限責(zé)任公司COO吳凱

首先在可靠性方面，大家都知道，開放架構(gòu)有它的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，劣勢(shì)恰恰是在穩(wěn)定和可靠性方面，尤其對(duì)于中國鐵路信息技術(shù)中心來說，它真正要用開放架構(gòu)去支撐生產(chǎn)的系統(tǒng)。為此雙方的技術(shù)團(tuán)隊(duì)主要去攻克的難關(guān)在于，怎么把OpenStack開源“大帳篷”架構(gòu)下的模塊的不穩(wěn)定性，以及松耦合性做結(jié)實(shí)。

云途騰與中鐵信花了大量的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠性的大幅提升。鐵信云在規(guī)劃之初就同步規(guī)劃了云平臺(tái)的運(yùn)維監(jiān)控系統(tǒng)(OMS)，云途騰在里面貢獻(xiàn)了MagicStack模塊。北京中鐵信研發(fā)團(tuán)隊(duì)將大數(shù)據(jù)[注]的底層架構(gòu)引入到OMS，通過監(jiān)控、日志分析對(duì)IT系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行預(yù)測分析、告警，結(jié)合MagicStack做自動(dòng)化的聯(lián)動(dòng)，這是一整套系統(tǒng)。目前雙方也在考慮將這套系統(tǒng)貢獻(xiàn)給OpenStack社區(qū)。

第二是解決OpenStack大規(guī)模實(shí)施的問題。中國鐵路信息技術(shù)中心***期實(shí)施的項(xiàng)目，大概有600臺(tái)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的物理服務(wù)器，117臺(tái)節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)服務(wù)，再加控制等其它節(jié)點(diǎn)，將近800臺(tái)。CPU 15740核，內(nèi)存216 T(+微信關(guān)注網(wǎng)絡(luò)世界)，SAS 1.6P，SATA 2.9P，SSD 192T，網(wǎng)卡將近2000個(gè)萬兆網(wǎng)卡，并且還要考慮到后期工程中更大規(guī)模的物理機(jī)加入進(jìn)來。在這個(gè)規(guī)模之下，要解決開放系統(tǒng)上的技術(shù)難題，在這方面云途騰向國內(nèi)甚至國際上OpenStack部署實(shí)施方法方面也做了很多研究、學(xué)習(xí)和貢獻(xiàn)。

聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)用了近2個(gè)月時(shí)間做了一個(gè)非常完整的測試，甚至開到了10萬臺(tái)虛機(jī)的規(guī)模，在上面運(yùn)行了各種OLTP、OLAP等應(yīng)用，同時(shí)還做了計(jì)算環(huán)境下消息隊(duì)列處理能力的性能測試、計(jì)算節(jié)點(diǎn)的高可用性測試等，在存儲(chǔ)環(huán)境下做了Ceph集群的IOPS、吞吐處理能力的極限測試和穩(wěn)定性測試等。能夠在這800臺(tái)物理機(jī)上測試成功，也讓合作三方對(duì)這個(gè)平臺(tái)的穩(wěn)定可靠性都有了信心。而聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)在大規(guī)模驗(yàn)證過程中，也積累了大量的寶貴經(jīng)驗(yàn)

第三個(gè)問題是解決了與老舊和傳統(tǒng)系統(tǒng)的對(duì)接問題。將過去老舊和傳統(tǒng)的系統(tǒng)資源做對(duì)接，也是為了以后各種系統(tǒng)能夠統(tǒng)一納管。這些傳統(tǒng)系統(tǒng)對(duì)接包括VMware的支持與納管，傳統(tǒng)集中式存儲(chǔ)的支持與納管，以及Power小型機(jī)的支持和納管等。

開源需要最前沿的技術(shù)支持

在OpenStack開源的云計(jì)算架構(gòu)上，大多使用的是KVM的虛擬化技術(shù)，而KVM對(duì)CPU芯片指令集的這些特性應(yīng)用較多，而英特爾在這方面的技術(shù)領(lǐng)先性是毋庸置疑的，英特爾也一直是推動(dòng)OpenStack發(fā)展的中堅(jiān)力量。

在中國鐵路信息技術(shù)中心上云的過程中，除了在CPU指令集方面的技術(shù)支持，英特爾也在不斷把他們的***的前沿技術(shù)應(yīng)用到鐵信云的規(guī)劃上，比如提高網(wǎng)卡性能、存儲(chǔ)優(yōu)化、軟件研發(fā)的方向等方面。

“以點(diǎn)帶面，是英特爾一貫的商業(yè)模式。從中國鐵路信息技術(shù)中心應(yīng)用的鐵信云來看，它會(huì)輻射到全國的鐵路行業(yè)，這也是英特爾在行業(yè)內(nèi)扶持OpenStack的一個(gè)模式。”英特爾中國云計(jì)算戰(zhàn)略總監(jiān)陳緒博士談到。

我們知道如今英特爾在很多領(lǐng)域都有新的突破，比如軟件定義存儲(chǔ)[注]、軟件定義網(wǎng)絡(luò)[注](NFV[注])等。現(xiàn)在以Ceph為代表的存儲(chǔ)架構(gòu)已經(jīng)獲得了OpenStack整個(gè)社區(qū)的認(rèn)可，更是獲得了國內(nèi)諸多央企的實(shí)際使用。底層技術(shù)的研發(fā)，特別是硬件的適配和對(duì)未來架構(gòu)的支持，這也是英特爾團(tuán)隊(duì)研發(fā)的重點(diǎn)。

英特爾在開放系統(tǒng)中投入了眾多前沿技術(shù)和資源，這些研究成果也越來越多的被諸如云途騰這樣的OpenStack創(chuàng)業(yè)公司或前沿型的技術(shù)公司所采用。

比如在鐵信云運(yùn)維管理方面，有一個(gè)很重要的IPMI監(jiān)控功能。三年前云途騰就與英特爾合作，利用IPMI使提升運(yùn)維的效能和性能，如今這個(gè)監(jiān)控功能就在鐵信云的實(shí)踐中采用。

同樣，應(yīng)用在鐵信云上的英特爾的最前沿的技術(shù)還包括DPDK，這是英特爾提供的軟件包，在軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN[注])里面用的比較多;除此之外還比如SPDK，在軟件定義存儲(chǔ)方面能夠極大提升吞吐能力。

正如文中李廣謙所說，開源架構(gòu)有利就有弊，而像北京中鐵信和云途騰這樣的本土企業(yè)的空間，就在于趨利去“弊”，和提供更適應(yīng)本土的軟環(huán)境。

無論是從技術(shù)層面、市場容量還是客戶認(rèn)知方面，OpenStack無疑在中國企業(yè)級(jí)市場迎來了它的黃金時(shí)代。